JP5929955B2 - Powder for clothing mass - Google Patents

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本発明は、造塊用パウダーに関し、更に詳細には、衣造塊法による溶融金属のインゴット鋳造に用いられる衣造塊用パウダーに関するものである。   The present invention relates to an agglomerated powder, and more particularly to an agglomerated powder for use in ingot casting of molten metal by a clothing ingot method.

溶融した金属を鋳型に注入し凝固させ鋳片を得るインゴット鋳造は、多種の金属の造塊に用いられている。特に、連続鋳造が一般化した現在でも、連続鋳造が困難な特殊な鋼種は多数存在し、それらについてはインゴット鋳造により高い清浄度の鋳片を得ることが要求される。インゴット鋳造には、溶融金属を鋳型上部から注入する上注ぎ法と、耐火物の湯道を通して鋳型の下方から注入する下注ぎ法があり、上記のような高品位の鋳片が求められる場合には、一般的に下注ぎ法が適用されている。下注ぎ鋳造法では、造塊鋳片の改質や欠陥の発生を抑制するために、溶融金属の熱を受け溶融スラグを形成する酸化物系物質を添加する場合がある。このような添加物は、通常、粉末状であるため、造塊用パウダーと呼ばれる。造塊用パウダーの役目の一つは、被覆材である。被覆材は溶鋼の熱を受けて溶融して、鋳型内の溶融金属表面に溶融パウダースラグを形成し、保温、酸化防止、介在物吸収、ブローホールの発生抑制等に対して効果がある。   Ingot casting, in which molten metal is poured into a mold and solidified to obtain a slab, is used for ingots of various metals. In particular, even today, when continuous casting is generalized, there are many special steel types that are difficult to continuously cast, and it is required to obtain slabs with high cleanliness by ingot casting. Ingot casting includes the upper pouring method in which molten metal is injected from the upper part of the mold and the lower pouring method in which molten metal is injected from below the mold through a refractory runway. In general, the bottom pouring method is applied. In the down-casting method, an oxide-based material that forms molten slag by receiving the heat of the molten metal may be added in order to suppress the reforming of the ingot slab and the generation of defects. Since such an additive is usually in a powder form, it is called an agglomerated powder. One of the roles of the agglomerated powder is a coating material. The coating material is melted by receiving the heat of the molten steel to form molten powder slag on the surface of the molten metal in the mold, which is effective for heat retention, oxidation prevention, absorption of inclusions, suppression of blowhole generation, and the like.

更に、造塊用パウダーを造塊鋳型内に設置し、下注ぎ造塊中の湯面上昇時に溶融金属表面に形成された溶融パウダースラグを、湯面レベルの上昇の際に溶融金属と鋳型の間にとり込ませ、金属鋳片側面と鋳型間に溶融パウダースラグのフィルムを形成させる方法がある。この方法では、鋳片がパウダースラグフィルムによって衣のように包まれ、鋳片の表面性状が優れるため衣造塊法と呼ばれる。衣造塊法では、金属鋳片側面と造塊鋳型間に形成される溶融パウダースラグフィルムが鋳型内壁の凹凸を埋めるため、鋳片側面に凹凸のない清浄なインゴットを得ることができる。   Furthermore, the agglomerated powder is placed in the ingot casting mold, and the molten powder slag formed on the surface of the molten metal when the molten metal level in the bottom pouring ingot is raised, is changed between the molten metal and the mold when the molten metal level rises. There is a method in which a film of molten powder slag is formed between the side surface of the metal slab and the mold. In this method, the slab is wrapped like a garment with a powder slag film, and since the surface property of the slab is excellent, it is called a garment ingot method. In the clothing ingot method, the molten powder slag film formed between the side surface of the metal slab and the ingot mold fills the unevenness of the inner wall of the mold, so that a clean ingot having no unevenness on the side surface of the slab can be obtained.

衣造塊法に用いられる造塊用パウダーとしては、例えば、特許文献1には、SiOが35〜60%、CaOが10〜25%、Alが4〜8%を主成分として含有する板状物を粉末被覆剤と溶鋼表面との間に介在せしめて溶鋼鋳込みを行うことを特徴とする下注造塊法が開示されており、同文献には、粉末被覆剤として、SiO35〜65%、CaO10〜25%、Al4〜8%、RO10〜15%、CaF2〜6%、炭素2〜20%を含むものが例示されている。また、特許文献2には、取鍋からの溶湯を、定盤上に設置された鋳型内に下注ぎ鋳造する方法において、前記鋳型内に板状溶湯被覆材と、粉末状被覆剤とを設置し、前記粉末状被覆剤を前記板状溶湯被覆材の下部に位置させ造塊することを特徴とする下注造塊法が開示されており、同文献には、粉末状被覆剤の一例として、SiO50%、CaO10%、B20%、CaF10%、NaCO5%及びKCO5%の混合溶融物を粉砕した粉末9割に対して黒鉛粉末1割を添加、配合したものが記載されている。更に、特許文献3には、内面にセラミック製ペーパーを内張りした造塊用金型内に溶鋼を充填して造塊を製造することを特徴とする鋳塊製造方法が開示されており、同文献には、衣造塊法の溶融スラグとしてSiO34%、CaO31%、Al2%、NaO14%、MgO5%、F9%のものが記載されている。 As an agglomerated powder used in the ingot-making method, for example, in Patent Document 1, SiO 2 is 35 to 60%, CaO is 10 to 25%, and Al 2 O 3 is 4 to 8% as a main component. Disclosed is an ingot casting method characterized by interposing a plate-like material contained between a powder coating and a molten steel surface, and performing molten steel casting. Examples include 2 35 to 65%, CaO 10 to 25%, Al 2 O 3 4 to 8%, R 2 O 10 to 15%, CaF 2 2 to 6%, and carbon 2 to 20%. In Patent Document 2, in a method of pouring molten metal from a ladle into a mold installed on a surface plate, a plate-shaped molten metal coating material and a powdery coating material are installed in the mold. In addition, a pouring and ingot casting method is disclosed, in which the powdery coating material is placed at the lower part of the plate-shaped molten metal coating material and ingoted, and the same document discloses an example of the powdery coating material. Graphite powder 1 against 90% of a powder obtained by pulverizing a mixed melt of SiO 2 50%, CaO 10%, B 2 O 3 20%, CaF 2 10%, Na 2 CO 3 5% and K 2 CO 3 5% The thing which added and mix | blended the crack is described. Further, Patent Document 3 discloses an ingot manufacturing method characterized in that molten steel is filled in an ingot mold having an inner surface lined with ceramic paper, and the ingot is manufactured. Describes a molten slag of the ingot method of SiO 2 34%, CaO 31%, Al 2 O 3 2%, NaO 14%, MgO 5%, F9%.

特開昭52−151627号公報JP 52-151627 A 特開昭59−130674号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-130684 特開昭62−9746号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-9746

しかしながら、衣造塊法では、パウダースラグフィルムが鋳片の表面を覆い、鋳片の表面性状を優れたものにする反面、パウダースラグフィルムは鋳片表面に固着するという問題があった。また、鋳片冷却後も、パウダースラグフィルムは鋳片表面に強固に付着、残存するため、圧延の前にパウダースラグフィルムの除去作業を行う必要があり、工程が煩雑となっていた。更に、パウダースラグフフィルムの除去が完全でない場合、圧延工程において圧延欠陥の原因となるという問題もあった。   However, in the garment ingot method, the powder slag film covers the surface of the slab and makes the surface property of the slab excellent, while the powder slag film adheres to the surface of the slab. In addition, since the powder slag film remains firmly attached and remains on the surface of the slab even after the slab is cooled, it is necessary to perform a removing operation of the powder slag film before rolling, and the process becomes complicated. Furthermore, when the removal of the powder slag film is not complete, there is also a problem of causing a rolling defect in the rolling process.

従って、本発明の目的は、衣造塊法に用いる衣造塊用パウダーのパウダースラグフィルムが鋳片表面に強固に付着残存するという問題点を解決してパウダースラグフィルム除去作業を省略することにより作業工程を簡略化すると共に、圧延工程における圧延欠陥を防止することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the problem that the powder slag film of the powder for clothing ingot used in the clothing ingot method adheres firmly to the surface of the slab and omits the powder slag film removing operation. It is to simplify the work process and prevent rolling defects in the rolling process.

即ち、本発明は、衣造塊用パウダーにおいて、衣造塊用パウダーを1300℃に加熱して得られた溶融パウダースラグの酸化物換算量で表示した組成が、CaO:30〜70質量%、SiO :0〜25質量%、Al :20〜45質量%及びNa O+Li O+F+MgO:10〜30質量%であり、且つ1300℃で10分間加熱した後、常温まで冷却した際に、冷却溶融パウダースラグ中に結晶相として酸化カルシウム結晶またはダイカルシウムシリケート結晶、もしくはそれら両者が析出することを特徴とする衣造塊用パウダーである。 That is, in the powder for clothing ingot, the present invention has a composition represented by the oxide equivalent amount of the molten powder slag obtained by heating the powder for clothing ingot to 1300 ° C, CaO: 30 to 70 mass%, SiO 2 : 0 to 25% by mass, Al 2 O 3 : 20 to 45% by mass and Na 2 O + Li 2 O + F + MgO: 10 to 30% by mass, and after heating at 1300 ° C. for 10 minutes, when cooled to room temperature A powder for clothing ingot, characterized in that calcium oxide crystals, dicalcium silicate crystals, or both precipitate as crystal phases in the cooled molten powder slag.

また、本発明の衣造塊用パウダーは、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の量の和が、冷却溶融パウダースラグ中の5〜20質量%の範囲内であることを特徴とする。   Moreover, the powder for clothing ingots of the present invention is characterized in that the sum of the amounts of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals is in the range of 5 to 20% by mass in the cooled molten powder slag.

また、本発明の衣造塊用パウダーは、溶融パウダースラグの1300℃における粘度が、0.01〜20.0Pa・秒の範囲にあることを特徴とする。   Moreover, the powder for garments of the present invention is characterized in that the molten powder slag has a viscosity at 1300 ° C. in the range of 0.01 to 20.0 Pa · sec.

本発明の造塊用パウダーにより、鋳片と鋳型の間に形成されるパウダースラグフィルムに、次工程までに粉化、崩壊する特性を付与することにより、鋳片表面へのスラグの残存を防止することができ、スラグ除去作業の省略および、圧延後の製品におけるパウダースラグフィルムに起因する欠陥を解消することができる。 The batter ingot for powder of the present invention, the powder slag film formed between the cast piece and the mold, powdered before the next step, by applying a decay characteristic, the residual slag to the slab surface It is possible to prevent the slag removal work from being omitted and to eliminate defects caused by the powder slag film in the rolled product.

本発明者らは、衣造塊法において、鋳片からパウダースラグフィルムを容易に除去する方法を種々検討した。
衣造塊法においては、冷えた鋳型によって溶融パウダースラグは冷却されてパウダースラグフィルムを形成し、その内側に金属の凝固シェルが形成されると考えられる。パウダースラグフィルムと金属の凝固シェルの界面は自由表面であるため、極めて清浄且つ平滑な界面となる。そのため金属の凝固シェルとパウダースラグフィルムとが強固に付着するものと推定した。
The inventors of the present invention have studied various methods for easily removing the powder slag film from the slab in the garment ingot method.
In the clothing block method, it is considered that the molten powder slag is cooled by a cooled mold to form a powder slag film, and a solidified metal shell is formed on the inside. Since the interface between the powder slag film and the solidified metal shell is a free surface, the interface is extremely clean and smooth. Therefore, it was estimated that the solidified metal shell and the powder slag film adhered firmly.

一方、金属の凝固シェルとパウダースラグフィルムの熱膨張係数は異なるため、冷却中には収縮差が発生し、一部の界面では剥離が起こるものと予想されたが、実際には剥離せず、収縮差の影響は大きくないと断定できる。この原因を推定すると、上述の特許文献1〜3に記載されているような造塊用パウダーでは、その組成から、パウダースラグフィルムはシリケートガラスと一部の結晶相とからなっていると考えられるが、凝固初期の高い温度ではガラス相が軟化変形し、膨張差によって発生する熱応力を緩和するため、剥離には至らないものと考えられる。   On the other hand, since the thermal expansion coefficient of the metal solidified shell and the powder slag film are different, a shrinkage difference occurred during cooling, and it was expected that peeling would occur at some interfaces, but actually it did not peel, It can be determined that the effect of the shrinkage difference is not great. If this cause is estimated, in the powder for agglomeration as described in the above-mentioned patent documents 1 to 3, it is considered that the powder slag film is composed of silicate glass and a part of crystal phase. However, the glass phase is softened and deformed at a high temperature in the initial stage of solidification, and the thermal stress generated by the difference in expansion is relieved.

そこで、例えば900℃以下のような低温域で、パウダースラグフィルム中で大きな体積変化を積極的に起こすことができれば、鋳片からパウダースラグフィルムを容易に除去することができると考えた。このような作用・効果をパウダースラグフィルム中で示す結晶相として、酸化カルシウム結晶及びダイカルシウムシリケート結晶が挙げられる。酸化カルシウム結晶は、空気中の水蒸気と反応して水酸化カルシウムを生成し、約50%の体積膨張がある。また、ダイカルシウムシリケート結晶は、約850℃以下の温度域で、α’型からγ型へ相転移して約11%の体積変化を生じ、セメントや鉄鋼用スラグでは、粉化という現象を引き起こすことで知られる。このような体積変化を利用して鋳片からパウダースラグフィルムを除去しようと考えた。   Therefore, for example, if a large volume change can be positively caused in the powder slag film in a low temperature range such as 900 ° C. or lower, the powder slag film can be easily removed from the slab. Examples of the crystal phase exhibiting such actions and effects in the powder slag film include calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals. Calcium oxide crystals react with water vapor in the air to produce calcium hydroxide and have a volume expansion of about 50%. In addition, the dicalcium silicate crystal undergoes a phase transition from α′-type to γ-type at a temperature range of about 850 ° C. or less, resulting in a volume change of about 11%. In cement and steel slag, it causes a phenomenon of powdering. It is known that. It was considered to remove the powder slag film from the slab using such volume change.

そこで、特定の条件で衣造塊用パウダーを溶融させて、溶融パウダースラグを作成し、それを冷却した冷却パウダースラグを作成させた。造塊用パウダーの組成については、酸化カルシウム結晶ないしはダイカルシウムシリケート結晶を結晶相として冷却パウダースラグに存在させるように、試行錯誤的に適宜変更した。
まず、溶融パウダースラグの作成方法について検討したが、1300℃で10分間溶融することが、実機の条件と一致することを見出した。加熱は電気炉で行い、坩堝には黒鉛を用いた。試料はるつぼごと1300℃の炉内に急挿入した。加熱温度を1300℃としたのは、一般的に、1300℃での溶融が実機を再現するに相応しい温度であるとの知見に基づくものである。加熱時間は10分間とした。加熱時間が短い場合、パウダーのスラグ化が不十分となり実機を反映できない。また、10分を超えるような時間にわたり加熱した場合には、パウダー成分が部分的に蒸発して成分が変化するため好ましくない。
Therefore, the powder for clothing ingot was melted under specific conditions to create a molten powder slag, and a cooled powder slag was produced by cooling it. The composition of the agglomerated powder was appropriately changed by trial and error so that calcium oxide crystals or dicalcium silicate crystals exist as crystal phases in the cooling powder slag.
First, the method for producing the molten powder slag was examined, but it was found that melting at 1300 ° C. for 10 minutes coincided with the conditions of the actual machine. Heating was performed in an electric furnace, and graphite was used for the crucible. The sample was suddenly inserted into the furnace at 1300 ° C together with the crucible. The heating temperature of 1300 ° C. is generally based on the knowledge that melting at 1300 ° C. is a temperature suitable for reproducing an actual machine. The heating time was 10 minutes. When the heating time is short, the powder slag is insufficient and the actual machine cannot be reflected. In addition, heating for a time exceeding 10 minutes is not preferable because the powder component partially evaporates and the component changes.

なお、衣造塊用パウダーの溶融に用いる坩堝は、溶融パウダースラグと実質的に反応しない材質であれば特には限定されない。前記実験では、黒鉛を用いたが、白金などでもかまわない。   The crucible used for melting the powder for clothing ingot is not particularly limited as long as it is a material that does not substantially react with the molten powder slag. In the experiment, graphite was used, but platinum or the like may be used.

また、冷却は、炉冷、もしくは炉内から取り出した後、常温まで自然放冷する。冷却速度は20℃/分以下が好ましく、より好ましくは10℃/分以下である。冷却速度が速すぎる場合、実機条件と異なり、スラグがガラス化してしまうため好ましくない。   In addition, the cooling is performed by cooling in the furnace, or after being taken out of the furnace, it is naturally cooled to room temperature. The cooling rate is preferably 20 ° C./min or less, more preferably 10 ° C./min or less. When the cooling rate is too high, unlike the actual machine conditions, the slag is vitrified, which is not preferable.

冷却パウダースラグ中の酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の量を、JIS K 0131「X線回折分析通則」の内標準法に従って定量し、酸化カルシウム結晶及びダイカルシウムシリケート結晶の量と剥離性との関係を検討した。その結果、酸化カルシウムの結晶相の量とダイカルシウムシリケート結晶相の量との和が、5質量%以上となると、冷却パウダースラグは、冷却、保管中に亀裂が入り、著しい場合には崩壊することを確認できた。   The amount of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals in the cooling powder slag was determined according to the internal standard method of JIS K 0131 “General Rules for X-ray Diffraction Analysis”. The relationship was examined. As a result, when the sum of the amount of the calcium oxide crystal phase and the amount of the dicalcium silicate crystal phase is 5% by mass or more, the cooling powder slag cracks during cooling and storage, and collapses when it is significant. I was able to confirm that.

即ち、酸化カルシウム結晶の量とダイカルシウムシリケート結晶の量の和は、5〜20質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは10〜15質量%の範囲内である。上記結晶の量の和が5質量%未満の場合、体積膨張の量が少なく、鋳片からのパウダースラグフィルムの除去が容易に起こらないために好ましくない。また、上記結晶の量の和が20質量%を超えると、過度に融点が高くなり、溶融不良を起こすことがあるために好ましくない。   That is, the sum of the amount of calcium oxide crystals and the amount of dicalcium silicate crystals is preferably in the range of 5 to 20% by mass, more preferably in the range of 10 to 15% by mass. When the sum of the amount of the crystals is less than 5% by mass, the amount of volume expansion is small, and the removal of the powder slag film from the slab does not easily occur, which is not preferable. On the other hand, if the sum of the amounts of the crystals exceeds 20% by mass, the melting point becomes excessively high, which may cause poor melting.

更に、この衣造塊用パウダーを実機に適用したところ、鋳片表面に形成されたパウダースラグフィルムが容易に除去されることを確認でき、本発明は、かかる発見に基づいてなされたものである。   Furthermore, when this garment ingot powder is applied to an actual machine, it can be confirmed that the powder slag film formed on the surface of the slab is easily removed, and the present invention has been made based on this discovery. .

衣造塊法での実操業において形成されるスラグフィルムは、鋳片表面に付着した状態で、大気中にて常温近傍まで空冷、場合によっては散水により水冷される。冷却には、数日間以上の時間がかかるのが通例である。この条件において、スラグ中に酸化カルシウム結晶及び/またはダイカルシウムシリケート結晶を存在させることが重要である。上述のように酸化カルシウム結晶は大気中の水分により消化し体積膨張し、また、ダイカルシウムシリケート結晶は冷却時の相転移による体積膨張する。スラグ中にこれらの結晶を存在させることで、パウダースラグフィルムを鋳型から容易に剥離できるのである。   The slag film formed in the actual operation in the clothing ingot method is air-cooled to the vicinity of room temperature in the atmosphere in a state of adhering to the surface of the slab, and in some cases water-cooled by watering. Cooling typically takes several days or longer. In this condition, it is important that calcium oxide crystals and / or dicalcium silicate crystals exist in the slag. As described above, the calcium oxide crystal is digested by moisture in the atmosphere and expands in volume, and the dicalcium silicate crystal expands in volume due to a phase transition during cooling. By making these crystals exist in the slag, the powder slag film can be easily peeled from the mold.

結晶相として冷却パウダースラグ中に存在する酸化カルシウム結晶及び/またはダイカルシウムシリケート結晶は、溶融冷却中に生成するものであっても、未溶融物であってもかまわない。   The calcium oxide crystals and / or dicalcium silicate crystals present in the cooled powder slag as a crystalline phase may be formed during melt cooling or may be unmelted.

一方、衣造塊法において、溶融パウダースラグによってパウダースラグフィルムを形成するためには、適度な溶融性と粘性が必要であり、溶融パウダースラグの1300℃における粘度は、0.01〜20.0Pa・秒の範囲にあることが望ましい。溶融パウダースラグの1300℃における粘度が、0.01Pa・秒未満では、溶融パウダースラグの流動性が良すぎて鋳型表面の凸凹を吸収できず、良好な鋳片表面性状を得ることができないので好ましくない。また、溶融パウダースラグの1300℃における粘度が20.0Pa・秒より高いと、溶融パウダースラグの流動性が悪く金属凝固シェルと鋳型の間へ流入しにくくなり、この場合も、良好な鋳片表面性状を得ることができないので好ましくない。溶融パウダースラグの1300℃における粘度は、より好ましくは0.05〜10.0Pa・秒の範囲である。   On the other hand, in the clothing ingot method, in order to form a powder slag film with molten powder slag, appropriate meltability and viscosity are required, and the viscosity of the molten powder slag at 1300 ° C. is 0.01 to 20.0 Pa. -It is desirable to be in the second range. If the viscosity at 1300 ° C. of the molten powder slag is less than 0.01 Pa · sec, the fluidity of the molten powder slag is too good to absorb the unevenness of the mold surface, and good slab surface properties cannot be obtained. Absent. If the viscosity of the molten powder slag at 1300 ° C. is higher than 20.0 Pa · sec, the flowability of the molten powder slag is poor and it is difficult to flow between the metal solidified shell and the mold. Since the properties cannot be obtained, it is not preferable. The viscosity of the molten powder slag at 1300 ° C. is more preferably in the range of 0.05 to 10.0 Pa · second.

本発明の衣造塊用パウダーの組成は、上述の条件を満足するように、例えば、以下のような組成に調整することが好ましい。なお、衣造塊用パウダーの組成は、衣造塊用パウダーを1300℃に加熱して得られた溶融パウダースラグの酸化物換算量で表示した組成である:
CaO:30〜70質量%、SiO:0〜25質量%、Al:15〜45質量%、NaO+LiO+F+MgO:10〜30質量%
For example, the composition of the powder for an ingot of the present invention is preferably adjusted to the following composition so as to satisfy the above-mentioned conditions. In addition, the composition of the powder for clothing lump is a composition represented by the oxide equivalent amount of the molten powder slag obtained by heating the powder for clothing lump to 1300 ° C:
CaO: 30 to 70 wt%, SiO 2: 0 to 25 wt%, Al 2 O 3: 15~45 wt%, Na 2 O + Li 2 O + F + MgO: 10~30 wt%

ここで、CaOは、35〜65質量%の範囲がより好ましい。CaOが30質量%未満では、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の総生成量が不十分となるため好ましくない。また、CaOが70質量%を超えると、衣造塊用パウダーの融点が過度に高くなり、溶融不足となるため好ましくない。   Here, CaO has a more preferable range of 35-65 mass%. If CaO is less than 30% by mass, the total amount of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals is insufficient, such being undesirable. Moreover, when CaO exceeds 70 mass%, since melting | fusing point of the powder for clothing ingots will become high too much, and it will become insufficient melting, it is not preferable.

また、SiOは、0〜20質量%の範囲がより好ましい。SiOが25質量%を超えると、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の総生成量が5質量%を下回るため好ましくない。 Further, SiO 2 is more preferably in the range of 0 to 20 wt%. When SiO 2 exceeds 25% by mass, the total amount of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals is less than 5% by mass, which is not preferable.

更に、Alは、20〜30質量%の範囲がより好ましい。Alが15質量%未満では、衣造塊用パウダーの融点が過度に高くなり、溶融不足となるため好ましくない。また、Alが35質量%を超えると、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の総生成量が5質量%を下回るため好ましくない。 Further, Al 2 O 3 is more preferably in the range of 20 to 30 wt%. If Al 2 O 3 is less than 15% by mass, the melting point of the ingot powder is excessively high and is insufficiently melted. Further, when the Al 2 O 3 exceeds 35 wt%, the total yield of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals unfavorably less than 5 wt%.

また、NaO+LiO+F+MgOは、10〜25質量%の範囲が好ましい。NaO+LiO+F+MgOが10質量%未満では、衣造塊用パウダーの融点が過度に高くなり、溶融不足となるため好ましくない。また、NaO+LiO+F+MgOが30質量%を超えると、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の総生成量が5質量%を下回るため好ましくない。 Further, Na 2 O + Li 2 O + F + MgO is preferably in the range of 10 to 25 wt%. When Na 2 O + Li 2 O + F + MgO is less than 10% by mass, the melting point of the powder for ingots is excessively high and is not preferable because it is insufficiently melted. Further, Na 2 when O + Li 2 O + F + MgO exceeds 30 wt%, the total yield of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals unfavorably less than 5 wt%.

更に、Cを15質量%以下、好ましくは10質量%以下の量で含むこともできる。なお、Cは衣造塊用パウダーの溶融速度を調整するための成分である。   Furthermore, C can be contained in an amount of 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less. C is a component for adjusting the melting rate of the powder for clothing ingot.

また、ダイカルシウムシリケート結晶の相転移を阻害して粉化を抑えるため、Cr、P及び/およびBを配合することもできる。Cr、P及び/およびBを含む場合、それらの合計は1質量%未満とすることが好ましく、より好ましくは0.5質量%未満である。   In addition, Cr, P and / or B can also be blended in order to inhibit the phase transition of dicalcium silicate crystals and suppress powdering. When Cr, P and / or B are contained, the total thereof is preferably less than 1% by mass, more preferably less than 0.5% by mass.

更に、本発明の衣造塊用パウダーには、上記成分以外に、Fe、Ti、Mn、S等の原料由来の不可避成分を許容することができる。   Furthermore, in addition to the above components, inevitable components derived from raw materials such as Fe, Ti, Mn, and S can be allowed for the powder for clothing ingots of the present invention.

なお、本発明の衣造塊用パウダーの原料としては、例えば炭酸カルシウム等の炭酸塩、ポルトランドセメント、アルミナセメント等のセメント類および各種酸化物、フッ化物を選択して使用でき、更に、C成分として、例えばカーボンブラックや黒鉛などの炭素原料を使用することができる。   In addition, as a raw material of the powder for ingots of the present invention, for example, carbonates such as calcium carbonate, cements such as Portland cement and alumina cement, and various oxides and fluorides can be selected and used. For example, carbon raw materials such as carbon black and graphite can be used.

なお、本発明の衣造塊用パウダーの形状は、特に限定されるものではなく、例えば粉末状や、押出顆粒、中空スプレー顆粒、攪拌造粒顆粒、転動造粒顆粒のような顆粒を使用状況に応じて変化させることができる。   In addition, the shape of the powder for an ingot of the present invention is not particularly limited, and for example, a powder form or a granule such as an extruded granule, a hollow spray granule, a stirring granulation granule, or a tumbling granulation granule is used. It can be changed according to the situation.

以下の実施例により本発明の衣造塊用パウダーを更に説明する。
実施例1
本発明の衣造塊用パウダーを表1及び2に、比較品のパウダーを表3に示す。なお、表中の「組成(質量%)」は、パウダーを1300℃に加熱して得られた溶融パウダースラグの酸化物換算量で表示した組成である。
The following examples further illustrate the powder for ingots of the present invention.
Example 1
Tables 1 and 2 show powders for clothing ingots according to the present invention, and Table 3 shows powders for comparison. The “composition (mass%)” in the table is a composition expressed in terms of oxide equivalent of molten powder slag obtained by heating the powder to 1300 ° C.

評価方法
本発明品及び比較品のパウダーの溶解は以下のように行った:
加熱には電気炉を用い、試料を黒鉛製るつぼに装填し、るつぼごと1300℃の炉内に急挿入した。スラグ化状態は、1300℃にて10分間加熱した後の試料の外観を目視により観察し、以下のように区分したものである。○:溶融・流動する、×:半溶融もしくは粉体層が残る;
スラグ崩壊状況は、1300℃にて10分間加熱し、次いで、25℃まで10時間かけて冷却した後の外観を目視により観察し、以下のように指標化したものである。5:粉化、4:崩壊、3:部分的に崩壊、2:亀裂発生、1:変化なし、−:スラグ化せず評価不可;
粘度は、白金球引き上げ法により1300℃で測定したものである;
酸化カルシウム結晶及びダイカルシウムシリケート結晶の結晶量はJIS K 0131「X線回折分析通則」によった内標準法によりそれぞれ定量したものである。
Evaluation Method The powders of the product of the present invention and the comparative product were dissolved as follows:
An electric furnace was used for heating, the sample was loaded into a graphite crucible, and the crucible and the crucible were rapidly inserted into a furnace at 1300 ° C. The slag state is obtained by visually observing the appearance of the sample after heating at 1300 ° C. for 10 minutes and classifying it as follows. ○: Melt and flow, ×: Semi-molten or powder layer remains;
The state of slag collapse is heated at 1300 ° C. for 10 minutes and then visually observed after cooling to 25 ° C. over 10 hours, and is indexed as follows. 5: Pulverization, 4: Collapse, 3: Partially collapsed, 2: Crack generation, 1: No change, −: Not slag, evaluation not possible;
The viscosity is measured at 1300 ° C. by the platinum ball pulling method;
The crystal amounts of the calcium oxide crystal and the dicalcium silicate crystal are respectively determined by an internal standard method according to JIS K 0131 “General Rules for X-ray Diffraction Analysis”.

Figure 0005929955
Figure 0005929955

Figure 0005929955
Figure 0005929955

表1及び2に示す本発明品はいずれも、適正なスラグ化及び粘度を示し、十分な酸化カルシウム結晶及びダイカルシウムシリケート結晶量を有し、スラグ崩壊の兆候が認められた。   All of the products of the present invention shown in Tables 1 and 2 showed appropriate slag formation and viscosity, had sufficient calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystal amounts, and signs of slag collapse were observed.

Figure 0005929955
Figure 0005929955

表3に示す比較例1では、CaO量が少ないために、酸化カルシウム結晶並びにダイカルシウムシリケート結晶が析出せず、スラグの崩壊が認められなかった。また、比較例2では、CaO量が多すぎるために、十分なスラグ化が得られなかった。更に、比較例3では、SiO量が多すぎるために、酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶が析出せず、スラグの崩壊が認められなかった。また、比較例4では、Al量が少ないために、十分なスラグ化が得られなかった。更に、比較例5では、Al量が多すぎるために、十分な酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶が得られず、スラグの崩壊が認められなかった。また、比較例6では、NaO+LiO+F+MgO量が少ないために、十分なスラグ化が得られなかった。更に、比較例7では、NaO+LiO+F+MgO量が多すぎるために、十分な酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケーの結晶が得られず、スラグの崩壊が認められなかった。また、比較例8は、特許文献3に記載のパウダーに相当するものであるが、スラグの崩壊が認められなかった。 In Comparative Example 1 shown in Table 3, since the amount of CaO was small, calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals did not precipitate, and no slag collapse was observed. Moreover, in the comparative example 2, since there was too much CaO amount, sufficient slag formation was not obtained. Furthermore, in Comparative Example 3, since the amount of SiO 2 was too large, calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals did not precipitate, and no slag collapse was observed. In Comparative Example 4, since the amount of Al 2 O 3 was small, sufficient slag formation could not be obtained. Furthermore, in Comparative Example 5, since the amount of Al 2 O 3 was too large, sufficient calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals were not obtained, and slag collapse was not observed. In Comparative Example 6, since Na 2 O + Li 2 O + F + MgO amount is small, sufficient slag is not obtained. Furthermore, in Comparative Example 7, since the amount of Na 2 O + Li 2 O + F + MgO was too large, sufficient calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals were not obtained, and slag collapse was not observed. Moreover, although the comparative example 8 is corresponded to the powder of patent document 3, decay | disintegration of slag was not recognized.

実施例2
鋳型内に10kgの本発明品または比較品のパウダーを設置し、約10トンの溶鋼を下注ぎ鋳造した際の使用結果を表4に示す。鋳片は、散水による水冷を行い、圧延工程前の鋳片表面の観察を行った。なお、表4中の「原パウダーのカーボン量(質量%)」は、使用時のパウダー基材に対するカーボンの外掛け添加量を示す。
Example 2
Table 4 shows the results of use when 10 kg of the powder of the present invention or the comparative product was placed in the mold and about 10 tons of molten steel was poured down and cast. The slab was water-cooled by watering, and the slab surface was observed before the rolling process. The “carbon amount (mass%) of the raw powder” in Table 4 indicates the amount of carbon added to the powder base material in use.

評価方法
冷却後の鋳片表面のスラグ残留:有無を目視で確認;
圧延前鋳片のスラグ除去作業:グラインダーによる研削を行ったか、否か。-:未実施、×:実施;
圧延後のスラグ性介在物:・圧延後鋼片1本当たりの個数を評価。◎:なし、△:1〜5個、×:6個以上
Evaluation method Slag residue on the surface of the slab after cooling: Visual confirmation of presence or absence;
Slag removal work of the slab before rolling: whether or not grinding with a grinder was performed. -: Not implemented, ×: Implemented;
Slag inclusions after rolling: ・ Evaluate the number per slab after rolling. ◎: None, △: 1-5, ×: 6 or more

Figure 0005929955
本発明品の衣造塊用パウダーは、いずれも実機にて鋳片冷却時にスラグの剥離が認められ、スラグの除去作業を必要とせず、圧延後においても介在物の発生は認められず良好であった。
これに対して、比較品5及び8のパウダーは、冷却後鋳片表面にスラグが残留しており、スラグ除去工程を経たものの、スラグ除去が十分ではなく、圧延後鋼片において介在物が発生した。
Figure 0005929955
The garment ingot powders of the present invention were all good because slag peeling was observed when the slab was cooled in the actual machine, no slag removal work was required, and no inclusions were observed after rolling. there were.
On the other hand, the powders of comparative products 5 and 8 have slag remaining on the surface of the slab after cooling, and after the slag removal process, the slag removal is not sufficient, and inclusions are generated in the steel slab after rolling. did.

本発明の衣造塊用パウダーは、インゴット鋳造における作業の簡略化と、介在物低減による製品品質の向上に寄与するものであり、各種金属の衣造塊法におけるパウダーとして好適に使用できる。 The powder for clothing ingots of the present invention contributes to simplification of operations in ingot casting and improvement of product quality by reducing inclusions, and can be suitably used as powders in various metal clothing ingot methods.

Claims (3)

衣造塊用パウダーにおいて、衣造塊用パウダーを1300℃に加熱して得られた溶融パウダースラグの酸化物換算量で表示した組成が、CaO:30〜70質量%、SiO :0〜25質量%、Al :20〜45質量%及びNa O+Li O+F+MgO:10〜30質量%であり、且つ1300℃で10分間加熱した後、常温まで冷却した際に、冷却溶融パウダースラグ中に結晶相として酸化カルシウム結晶またはダイカルシウムシリケート結晶、もしくはそれら両者が析出することを特徴とする衣造塊用パウダー。 In the powder for clothing lump, the composition represented by the oxide equivalent amount of the molten powder slag obtained by heating the powder for clothing lump to 1300 ° C. is CaO: 30 to 70 mass%, SiO 2 : 0 to 25 mass%, Al 2 O 3: 20~45 wt% and Na 2 O + Li 2 O + F + MgO: 10 to 30 wt%, after heating and at 1300 ° C. 10 min, upon cooling to room temperature, cooling the molten powder slag A powder for clothing ingot, wherein calcium oxide crystals or dicalcium silicate crystals, or both of them are precipitated as a crystal phase. 酸化カルシウム結晶とダイカルシウムシリケート結晶の量の和が、冷却溶融パウダースラグ中の5〜20質量%の範囲である、請求項1記載の衣造塊用パウダー。   The powder for clothing ingots according to claim 1, wherein the sum of the amounts of calcium oxide crystals and dicalcium silicate crystals is in the range of 5 to 20% by mass in the cooled molten powder slag. 溶融パウダースラグの1300℃における粘度が、0.01〜20.0Pa・秒の範囲にある、請求項1または2記載の衣造塊用パウダー。 The powder for clothing ingots according to claim 1 or 2 , wherein the viscosity of the molten powder slag at 1300 ° C is in the range of 0.01 to 20.0 Pa · sec.
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